210 нержавеющая сталь: свойства и ключевые применения

Сталь марки 210 классифицируется как аустенитная нержавеющая сталь, известная своей отличной коррозионной стойкостью и хорошими механическими свойствами. Эта марка в основном легирована хромом (Cr), никелем (Ni) и молибденом (Mo), что значительно улучшает ее общие характеристики в различных условиях. Типичный состав нержавеющей стали 210 включает примерно 18% хрома и 8% никеля, что способствует ее аустенитной структуре, обеспечивая отличную прочность и пластичность.

Общий обзор

Самые значительные характеристики нержавеющей стали 210 включают высокую стойкость к окислению и коррозии, особенно в кислых средах. Она также проявляет хорошую свариваемость и формуемость, что делает ее подходящей для различных производственных процессов. Способность стали сохранять прочность при повышенных температурах дополнительно повышает ее полезность в высокотемпературных приложениях.

Преимущества:
- Коррозионная стойкость: Отличная стойкость к широкому спектру коррозионных сред, включая кислые и щелочные растворы.
- Механические свойства: Хорошая прочность на разрыв и пластичность, позволяющие эффективно формировать и обрабатывать.
- Свариваемость: Подходит для различных процессов сварки без значительной потери механических свойств.

Ограничения:
- Стоимость: Более высокое содержание легирующих элементов может привести к увеличению стоимости материала по сравнению с сталями низкого сорта.
- Упругость: Хотя она может формоваться легко, она может быстро упрочняться, что требует осторожного обращения во время обработки.

Исторически нержавеющая сталь 210 нашла применение в таких отраслях, как переработка пищевых продуктов, химическая переработка и морская среда, где ее уникальные свойства высоко ценятся. Ее рыночная позиция сильна, особенно в секторах, требующих материалов с высокой коррозионной стойкостью и долговечностью.

Альтернативные названия, стандарты и эквиваленты

Стандартная организация	Обозначение/Марка	Страна/Регион происхождения	Примечания
UNS	S21000	США	Ближайший эквивалент AISI 304 с незначительными различиями в составе.
AISI/SAE	210	США	Похож на 304, но с улучшенной коррозионной стойкостью.
ASTM	A240	США	Стандартная спецификация для хромовых и хромо-никелевых нержавеющих стальных листов, листов и полос.
EN	1.4301	Европа	Эквивалент AISI 304, с небольшими вариациями в составе.
JIS	SUS 304	Япония	Близок к AISI 304, часто используется взаимозаменяемо.

Различия между нержавеющей сталью 210 и ее эквивалентами, такими как AISI 304, в основном заключаются в специфических легирующих элементах и их концентрациях, что может повлиять на свойства в конкретных средах. Например, 210 может предложить лучшую стойкость к образованию каверн в средах с хлоридами по сравнению с 304.

Ключевые свойства

Химический состав

Элемент (Символ и Название)	Диапазон (%)
Cr (Хром)	18.0 - 20.0
Ni (Никель)	8.0 - 10.0
Mo (Молибден)	0.0 - 2.0
C (Углерод)	≤ 0.08
Mn (Марганец)	2.0 - 2.5
Si (Силикон)	≤ 1.0
P (Фосфор)	≤ 0.045
S (Сера)	≤ 0.03

Основная роль хрома в нержавеющей стали 210 заключается в улучшении коррозионной стойкости, в то время как никель способствует прочности и пластичности стали. Молибден улучшает стойкость к кавернообразованию и коррозии в щелях, особенно в средах с хлоридами.

Механические свойства

Свойство	Состояние/Тепловая обработка	Температура испытания	Типичное значение/Диапазон (метрическая система)	Типичное значение/Диапазон (имперская система)	Справочный стандарт для метода испытания
Прочность на разрыв	Отожженная	Температура окружающей среды	520 - 750 МПа	75 - 109 кси	ASTM E8
Предельная прочность (с смещением 0,2%)	Отожженная	Температура окружающей среды	210 - 310 МПа	30 - 45 кси	ASTM E8
Удлинение	Отожженная	Температура окружающей среды	40 - 50%	40 - 50%	ASTM E8
Твердость (Rockwell B)	Отожженная	Температура окружающей среды	70 - 90 HRB	70 - 90 HRB	ASTM E18
Ударная прочность	Charpy с V-образным вырезом	-20 °C	40 - 60 Дж	29 - 44 ft-lbf	ASTM E23

Сочетание этих механических свойств делает нержавеющую сталь 210 подходящей для приложений, требующих хорошей прочности и пластичности, таких как конструкционные элементы и сосуды под давлением.

Физические свойства

Свойство	Состояние/Температура	Значение (метрическая система)	Значение (имперская система)
Плотность	Температура окружающей среды	7.93 г/см³	0.286 фунта/дюйм³
Температура плавления	-	1400 - 1450 °C	2552 - 2642 °F
Теплопроводность	Температура окружающей среды	16 Вт/м·К	9.3 BTU·дюйм/ч·фут²·°F
Удельная теплоемкость	Температура окружающей среды	500 Дж/кг·К	0.12 BTU/фунт·°F
Электрическое сопротивление	Температура окружающей среды	0.72 µΩ·м	0.00000072 Ω·м

Плотность нержавеющей стали 210 указывает на ее прочность, в то время как ее теплопроводность и удельная теплоемкость критически важны для приложений, связанных с передачей тепла, таких как теплообменники.

Коррозионная стойкость

Коррозионный агент	Концентрация (%)	Температура (°C/°F)	Рейтинг стойкости	Примечания
Хлориды	3-5	20-60 °C / 68-140 °F	Хорошая	Риск кавернозной коррозии
Серная кислота	10-20	20-40 °C / 68-104 °F	Умеренная	Уязвимость к SCC
Уксусная кислота	5-10	20-60 °C / 68-140 °F	Хорошая	В целом стойка
Морская вода	-	Около	Отличная	Высокая стойкость

Нержавеющая сталь 210 демонстрирует отличную стойкость к различным коррозионным средам, особенно в морских применениях. Однако она подвержена коррозионному растрескиванию (SCC) в присутствии хлоридов, особенно при повышенных температурах. По сравнению с марками, такими как нержавеющая сталь 316, которая содержит молибден для повышения стойкости к кавернам, 210 может не продемонстрировать такой же производительности в сильно коррозионных средах.

Теплостойкость

Свойство/Ограничение	Температура (°C)	Температура (°F)	Примечания
Максимальная температура непрерывного использования	800 °C	1472 °F	Подходит для высокотемпературных приложений
Максимальная температура временного использования	870 °C	1598 °F	Выдерживает краткосрочное воздействие
Температура масштабирования	900 °C	1652 °F	Риск окисления при повышенных температурах

При повышенных температурах нержавеющая сталь 210 сохраняет свою прочность и коррозионную стойкость, что делает ее подходящей для таких приложений, как компоненты печей и теплообменники. Однако длительное воздействие температур выше 800 °C может привести к окислению и масштабированию.

Свойства обработки

Свариваемость

Процесс сварки	Рекомендуемый filler Metal (классификация AWS)	Типичный защитный газ/флюс	Примечания
TIG	ER308L	Аргон	Хорошо для тонких секций
MIG	ER308L	Аргон + CO2	Подходит для более толстых секций
Электродная сварка	E308L	-	Требует тщательного контроля температуры

Нержавеющая сталь 210 обычно считается хорошо свариваемой. Однако может потребоваться предварительный подогрев и термическая обработка после сварки, чтобы минимизировать риск растрескивания. Следует выбирать соответствующие filler metals, чтобы соответствовать свойствам основного материала.

Обрабатываемость

Параметр обработки	Нержавеющая сталь 210	AISI 1212	Примечания/Советы
Относительный индекс обрабатываемости	50	100	Умеренная обрабатываемость
Типичная скорость резания (точение)	30 м/мин	60 м/мин	Используйте карбидные инструменты для лучших результатов

Обработка нержавеющей стали 210 может быть сложной из-за ее свойств упрочнения при работе. Рекомендуется использовать острые инструменты и соответствующие охлаждающие жидкости для повышения производительности.

Формуемость

Нержавеющая сталь 210 обладает хорошей формуемостью, что делает ее подходящей для процессов холодной и горячей обработки. Однако она может быстро упрочняться, что требует тщательного контроля процесса формования, чтобы избежать растрескивания.

Термическая обработка

Процесс обработки	Температурный диапазон (°C/°F)	Типичное время выдержки	Метод охлаждения	Основная цель / Ожидаемый результат
Отжиг	1000 - 1100 °C / 1832 - 2012 °F	1-2 часа	Воздух или вода	Снять напряжения, улучшить пластичность

Во время термической обработки нержавеющая сталь 210 проходит через металлургические преобразования, которые улучшают ее пластичность и уменьшают остаточные напряжения. Правильная термическая обработка критически важна для достижения оптимальных механических свойств.

Типичные применения и конечные использования

Отрасль/Сектор	Конкретный пример применения	Ключевые свойства стали, используемые в этом применении	Причина выбора (кратко)
Переработка продуктов питания	Оборудование для обработки пищи	Коррозионная стойкость, гигиеничность	Неактивный, легко очищается
Химическая переработка	Хранилища	Высокая прочность, коррозионная стойкость	Долговечность в жестких условиях
Морская сфера	Аксессуары для лодок	Отличная коррозионная стойкость	Долговечность в соленой воде
Фармацевтика	Оборудование и трубопроводы	Чистота, коррозионная стойкость	Соответствие стандартам здоровья

В переработке продуктов питания нержавеющая сталь 210 выбирается за ее неактивные свойства, обеспечивающие сохранность продуктов от загрязнения. В морских приложениях ее стойкость к коррозии в соленой воде делает ее идеальной для аксессуаров и компонентов лодок.

Важные замечания, критерии выбора и дальнейшие мысли

Особенность/Свойство	Нержавеющая сталь 210	Нержавеющая сталь AISI 304	Нержавеющая сталь AISI 316	Краткое примечание о плюсах/минусах или компромиссах
Ключевое механическое свойство	Хорошая прочность на разрыв	Хорошая прочность на разрыв	Высокая прочность на разрыв	316 предлагает лучшую коррозионную стойкость
Ключевой аспект коррозии	Хорошая во многих средах	Хорошая во многих средах	Отличная в средах с хлоридами	316 предпочтительнее для морских приложений
Свариваемость	Хорошая	Отличная	Хорошая	304 легче сваривать
Обрабатываемость	Умеренная	Хорошая	Умеренная	304 легче обрабатывается
Формуемость	Хорошая	Отличная	Хорошая	304 имеет лучшую формуемость
Приблизительная относительная стоимость	Умеренная	Умеренная	Высокая	316 дороже
Типичная доступность	Обычная	Очень распространенная	Обычная	304 широко доступна

При выборе нержавеющей стали 210 важны такие факторы, как экономическая эффективность, доступность и специфические требования приложения. Хотя она предлагает баланс свойств, альтернативы, такие как AISI 316, могут быть более подходящими для сильно коррозионных сред, хотя и по более высокой цене.

В заключение, нержавеющая сталь 210 является универсальным материалом, который сочетает в себе хорошие механические свойства с отличной коррозионной стойкостью, что делает ее подходящей для широкого диапазона приложений в различных отраслях. Ее уникальные характеристики и результаты в специфических условиях делают ее ценным выбором для инженеров и производителей.